自動控制直升機渦輪軸發(fā)動機的運行速度的方法，對應(yīng)的控制設(shè)備以及具有該設(shè)備的直升機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對直升機渦輪軸發(fā)動機的運行模式進行自動控制的方法，所述方法包括：接收表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)(27、28、29)的步驟(10)；選擇與模式的改變最相關(guān)的渦輪軸發(fā)動機的步驟(11)；確定所述渦輪軸發(fā)動機的運行模式的步驟(12)，該運行模式稱為所選模式，該所選模式從多個預(yù)定運行模式中選擇；以及將所述渦輪軸發(fā)動機的運行模式控制在所述所選模式的步驟(14)。本發(fā)明還涉及一種對應(yīng)的控制設(shè)備。
【專利說明】
自動控制直升機渦輪軸發(fā)動機的運行速度的方法，對應(yīng)的控制設(shè)備以及具有該設(shè)備的直升機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于自動控制直升機的至少一個渦輪軸發(fā)動機的運行模式的方法。本發(fā)明還涉及對應(yīng)的控制設(shè)備和設(shè)置有這類控制設(shè)備的直升機。本發(fā)明尤其涉及用于在直升機執(zhí)行的所有任務(wù)階段期間，不在危險飛行狀況下控制直升機的渦輪軸發(fā)動機的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直升機通常設(shè)置有至少兩個渦輪軸發(fā)動機，這至少兩個渦輪軸發(fā)動機所運行的模式取決于直升機的飛行條件。在整個下文中，當在除了起飛、爬升、著陸或懸停飛行的過渡階段之外的所有飛行階段期間，直升機在正常條件下，以已知縮寫AEO(所有發(fā)動機運行，All Engines Operative)的模式前進時，直升機被認為處于巡航飛行條件下。在整個下文中，當需要使直升機的總裝機容量可用時，即在起飛、爬升、著陸以及其中一個渦輪軸發(fā)動機出故障、縮寫為0ΕΙ(—個發(fā)動機不運行，One Engine Inoperative)的模式的過渡階段期間，直升機被認為處于危險飛行條件下。
[0003]已知當直升機處于巡航飛行條件下時，渦輪軸發(fā)動機在低于其最大連續(xù)推力(在下文中稱為MCT)的低功率水平下運行。在一些布置中，在巡航飛行期間由渦輪軸發(fā)動機提供的功率可以小于最大起飛推力(在下文中稱為ΜΤ0)的50%。這些低功率水平導(dǎo)致定義為由渦輪軸發(fā)動機的燃燒室每小時消耗的燃料與由所述渦輪軸發(fā)動機提供的推力之間的關(guān)系的單位消耗量(在下文中稱為SC)，SC比MTO的SC大上約30%，因此在巡航飛行期間導(dǎo)致燃料過度消耗。
[0004]最后，在地面上的待機階段期間，飛行員通常更喜歡將各個渦輪軸發(fā)動機置于地面空轉(zhuǎn)以確保能夠重新啟動它們。渦輪軸發(fā)動機因此繼續(xù)消耗燃料，盡管不提供任何功率。
[0005]此外，直升機的禍輪軸發(fā)動機設(shè)計為超大尺寸(oversized)的，以能夠在發(fā)動機之一出故障的情況下保持直升機飛行。這種飛行條件對應(yīng)于上述OEI模式。這種飛行條件跟隨著發(fā)動機的損失而發(fā)生，并導(dǎo)致以下事實:每個運行的馬達提供的功率明顯大于其額定功率，以允許直升機克服險情然后繼續(xù)它的飛行。每個運行的渦輪軸發(fā)動機的燃料消耗因此在OEI狀況下明顯增加以提供這種功率增加。
[0006]同時，渦輪軸發(fā)動機也是超大尺寸的，以能夠確保在由飛機制造商規(guī)定的整個航程中飛行，尤其確保在高海拔處和在炎熱天氣期間飛行。尤其當直升機具有接近其最大起飛質(zhì)量的質(zhì)量時，這些非常受限制的飛行點僅在特定直升機的特定使用情況下才遇到。結(jié)果，一些渦輪軸發(fā)動機，雖然定尺寸為能夠提供這樣的功率，但是永遠不會在這樣的條件下飛行。
[0007]這些超大尺寸的渦輪軸發(fā)動機在質(zhì)量方面和在燃料消耗方面具有不利的影響。為了減少這種消耗，在上面描述的所有飛行情況(巡航飛行、OEI模式、滑行、懸停飛行或地面待機)下，能夠停止一個渦輪軸發(fā)動機并將它置于所謂的待機模式。有效的一個或多個發(fā)動機則在更高的功率水平下運行以提供所有需要的功率，因此處于更有利的SC水平。然而，該實踐與當前認證規(guī)則相反，渦輪軸發(fā)動機未設(shè)計為確保與安全標準兼容的重新啟動可靠性水平。同樣地，飛行員目前對于在飛行期間將渦輪軸發(fā)動機置于待機模式的思想沒有意識到或不熟悉。
[0008]此外，處于待機模式下的渦輪軸發(fā)動機的重新啟動時長通常約為30秒?？勺C明對于例如在低的飛行高度且最初有效發(fā)動機中部分或完全故障的一些飛行條件而言，該持續(xù)時間太長了。如果處于待機模式的發(fā)動機不及時重新啟動，則可證明使用處境困難的發(fā)動機降落是危險的，或者甚至可導(dǎo)致功率的完全損失。
[0009]更普遍地，單渦輪軸發(fā)動機的功率的即時可用性在所有飛行狀況下都引起危險，其中需要提供功率的增加，這在安全方面要求能夠使渦輪軸發(fā)動機的總功率可用。
[0010]在FR1151717和FR1359766中，
【申請人】已經(jīng)提出了以下方法:通過將至少一個渦輪軸發(fā)動機置于已知為連續(xù)的穩(wěn)定飛行模式并且將至少一個渦輪軸發(fā)動機置于該渦輪軸發(fā)動機能夠根據(jù)需要以緊急或正常方式離開的特定待機模式的可能性，來優(yōu)化直升機的渦輪軸發(fā)動機的單位消耗量。當飛行條件的改變要求處于待機的渦輪軸發(fā)動機激活時，例如當直升機將要從巡航飛行狀況過渡到降落階段時，離開待機模式被認為正常地發(fā)生。以這種方式正常地尚開待機模式發(fā)生在10秒和I分鐘之間的時段內(nèi)。當有效發(fā)動機出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)功率不足時，或者當飛行條件突然變得困難時，離開待機模式被認為緊急地發(fā)生。以這種方式緊急地離開待機模式發(fā)生在小于10秒的時段內(nèi)。
[0011]
【申請人】因此已經(jīng)提出下面5種待機模式:
[0012]-稱為正?？辙D(zhuǎn)的待機模式，其中燃燒室點火，并且氣體發(fā)生器的軸以額定速度的60 %到80 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0013]-稱為正常超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中燃燒室點火，并且氣體發(fā)生器的軸以額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0014]-稱為輔助超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中燃燒室點火，并且氣體發(fā)生器的軸在機械輔助方式下以額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0015]-稱為傾斜飛行的待機模式，其中燃燒室熄火，并且氣體發(fā)生器的軸在機械輔助方式下以額定速度的5%到20%之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0016]-稱為停止的待機模式，其中燃燒室熄火，并且發(fā)動機的軸完全停止。
[0017]技術(shù)問題現(xiàn)在是限定哪個渦輪軸發(fā)動機需要置于待機模式。另一技術(shù)問題是確定應(yīng)該從所有可用的待機模式選擇哪種待機模式。另一技術(shù)問題是根據(jù)直升機的飛行條件能夠從一種待機模式過渡到另一待機模式。另一技術(shù)問題是離開待機模式并返回到額定運行模式。
[0018]發(fā)明的目的
[0019]本發(fā)明旨在根據(jù)該技術(shù)問題提供一種有效且經(jīng)濟的方案。
[0020]尤其是，本發(fā)明旨在在本發(fā)明的至少一個實施例中提供一種用于控制直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式的方法。
[0021]本發(fā)明還旨在提供一種對應(yīng)的控制設(shè)備和設(shè)置有這類控制設(shè)備的直升機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]為此，本發(fā)明涉及一種用于對直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式進行自動控制的方法，該直升機未處于危險飛行狀況且包括至少兩個渦輪軸發(fā)動機的，所述方法包括:
[0023]-接收表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的步驟，
[0024]-確定所述渦輪軸發(fā)動機的被稱為所選模式的運行模式的步驟，所述所選模式基于表征直升機的飛行的所述數(shù)據(jù)從多個預(yù)定運行模式選擇，
[0025]-命令所述渦輪軸發(fā)動機的運行模式進入所述所選模式的步驟。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得從多個預(yù)定模式自動選擇直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式成為可能。模式的選擇取決于表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)本發(fā)明的控制方法使得將發(fā)動機速度改變到表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的進展成為可能。根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得在表征飛行的數(shù)據(jù)允許或要求下從一種運行模式過渡到另一種更有利(或更不利)的運行模式成為可能。
[0027]本發(fā)明尤其適合于當直升機處于巡航飛行狀況時給渦輪軸發(fā)動機選擇待機模式。根據(jù)表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的值，方法可命令所述渦輪軸發(fā)動機置于待機模式和/或從待機模式改變和/或如果條件要求這樣做則離開待機模式。
[0028]有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:為接收的每個數(shù)據(jù)項分配稱為指定模式的運行模式，該指定模式從多個運行模式選擇且取決于所述數(shù)據(jù)項的值。
[0029]有利地且根據(jù)這種變型，每個數(shù)據(jù)項可采取的每個值具有一個單一對應(yīng)的指定模式。換句話說，指定模式每個與數(shù)據(jù)項的值的單個范圍關(guān)聯(lián)。
[0030]根據(jù)這種變型的方法因此使得給已經(jīng)接收和分析過的每個數(shù)據(jù)項分配指定的運行模式成為可能，該模式取決于數(shù)據(jù)項的值。換句話說，本發(fā)明提供將預(yù)定模式與該數(shù)據(jù)項的每個可能值關(guān)聯(lián)的預(yù)定圖表。這些關(guān)聯(lián)是不變的，且作出這些關(guān)聯(lián)使得指定模式是由數(shù)據(jù)項的值允許的、燃料效率最高的運行模式。
[0031]有利地且根據(jù)本發(fā)明，確定所述所選模式的所述步驟在于:根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級順序，從由所述分配步驟提供的所有指定模式選擇一種模式。
[0032]有利地且根據(jù)本發(fā)明，包括燃燒室和氣體發(fā)生器的軸的渦輪軸發(fā)動機的多個預(yù)定運行模式至少包括以下模式:
[0033]-稱為正常空轉(zhuǎn)的待機模式，其中所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸以額定速度的60 %到80 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0034]-稱為正常超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸以額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0035]-稱為輔助超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0036]-稱為傾斜飛行的待機模式，其中所述燃燒室熄火，氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以額定速度的5%到20%之間的速度旋轉(zhuǎn)；
[0037]-稱為停止的待機模式，其中所述燃燒室熄火，氣體發(fā)生器的所述軸完全停止；
[0038]-緊急待機-離開模式，其中燃燒室點火，氣體發(fā)生器的軸在離開待機模式的命令后小于1秒的時段內(nèi)被帶到80 %到105 %之間的速度；
[0039]-正常待機-離開模式，其中燃燒室點火，氣體發(fā)生器的軸在離開待機模式的命令后10秒和I分鐘之間的時段內(nèi)被帶到80%和105%之間的速度；
[0040]-額定運行模式，其中燃燒室點火，氣體發(fā)生器的軸以80%到105%之間的速度驅(qū)動。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得命令渦輪軸發(fā)動機過渡到從多個待機模式、緊急待機-離開模式、正常待機-離開模式以及額定運行模式選擇的至少一種運行模式成為可能。
[0042]有利地且根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)定優(yōu)先級順序如下:
[0043]-額定運行模式，
[0044]-緊急待機-離開模式，
[0045]-正常待機-離開模式，
[0046]-正?？辙D(zhuǎn)模式，
[0047]-正常超級空轉(zhuǎn)模式，
[0048]-輔助超級空轉(zhuǎn)模式，
[0049]-傾斜飛行模式，
[0050]-停止模式。
[0051]換句話說，確定所述所選模式的步驟在于根據(jù)下面的優(yōu)先級順序從由所述分配步驟提供的所有所述指定模式選擇模式:額定運行模式，緊急待機-離開模式，正常待機-離開模式，正?？辙D(zhuǎn)模式，正常超級空轉(zhuǎn)模式，輔助超級空轉(zhuǎn)模式，傾斜飛行模式以及停止模式。
[0052]根據(jù)這種變型，確定步驟從與數(shù)據(jù)項中每一個關(guān)聯(lián)的且由分配步驟提供的所有指定模式中選擇具有最高優(yōu)先級的模式。模式的優(yōu)先級順序已經(jīng)限定，使得始終確保飛行安全且飛行安全始終最大化。這意味著具有最高優(yōu)先級的模式是額定運行模式。該模式中渦輪軸發(fā)動機可全速操作并因此裝機容量即時可用。具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是緊急待機-離開模式，其目的在于快速切換到額定運行模式。具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是正常待機-離開模式，然后是正?？辙D(zhuǎn)模式，然后是正常超級空轉(zhuǎn)模式，然后是輔助超級空轉(zhuǎn)模式，然后是傾斜飛行模式，最后是停止模式。
[0053]換句話說，且舉例來說，如果分析過的數(shù)據(jù)項中至少一個的值位于與額定運行模式關(guān)聯(lián)的值的范圍內(nèi)，則所選模式將必然是額定運行模式。換句話說，在本示例中，控制設(shè)備不允許發(fā)動機進入待機模式，其原因是監(jiān)測的條件之一指示直升機需要能夠使得渦輪軸發(fā)動機的總功率可用以確保最優(yōu)的安全條件。
[0054]根據(jù)另一示例，如果分析過的數(shù)據(jù)項中至少一個的值指示緊急待機-離開模式且如果當前運行模式不是額定運行模式，則所選模式將必然是緊急待機-離開模式。實際上，這顯示了渦輪軸發(fā)動機的當前運行模式無法在考慮到監(jiān)測的條件中至少一個時確保足夠的安全水平。這因此需要緊急離開當前待機模式以切換到額定運行模式。
[0055]根據(jù)另一示例，如果分析過的數(shù)據(jù)項中一個的值指示輔助超級空轉(zhuǎn)模式且如果沒有其他值指示具有更高優(yōu)先級的運行模式(即，如果沒有值指示額定模式、緊急待機-離開模式、正常待機-離開模式、正?？辙D(zhuǎn)模式或者正常超級空轉(zhuǎn)模式)，則輔助超級空轉(zhuǎn)模式是所選模式且渦輪軸發(fā)動機被置于輔助超級空轉(zhuǎn)模式。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的方法持續(xù)監(jiān)測表征直升機的飛行的所有數(shù)據(jù)，并使直升機的運行模式自動適應(yīng)于條件的進展(progress1n)。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得通過持續(xù)選擇最適合于遇到的條件的運行模式而優(yōu)化飛行安全成為可能。
[0058]此外，根據(jù)本發(fā)明的方法有助于通過持續(xù)嘗試將發(fā)動機置于可能最有利的模式而優(yōu)化燃料消耗，同時確保飛行安全。最有利的并因此燃料效率最大的模式的順序是按照優(yōu)先級排序的模式的順序的相反順序:停止模式，傾斜飛行模式，輔助超級空轉(zhuǎn)模式，正常超級空轉(zhuǎn)模式，正?？辙D(zhuǎn)模式，正常待機-離開模式，緊急待機-離開模式以及額定運行模式。
[0059]如果所選模式不同于當前模式，則根據(jù)本發(fā)明的方法自動使得渦輪軸發(fā)動機切換到所選模式。這還使得如果飛行條件允許則根據(jù)燃料消耗爭取最有利的模式或者保持在最優(yōu)安全條件成為可能。
[0060]當然，如果沒有待機模式是可行的，則渦輪軸發(fā)動機保持在額定運行模式，如果數(shù)據(jù)不允許這樣做，則沒有待機模式是可行的。
[0061]有利地且根據(jù)本發(fā)明，表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)包括關(guān)于直升機的飛行條件的數(shù)據(jù)和/或關(guān)于直升機的環(huán)境條件的數(shù)據(jù)和/或關(guān)于所述渦輪軸發(fā)動機的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0062]關(guān)于直升機的飛行條件的數(shù)據(jù)例如是表征直升機的前進速度、燃料消耗、約束水平、針對渦輪軸發(fā)動機的運行限制可用的功率儲備等的數(shù)據(jù)。
[0063]關(guān)于環(huán)境條件的數(shù)據(jù)例如是表征外部溫度、外部壓力、離地高度、濕度、大氣條件(雨、霜、風(fēng)、雷暴等)、附近障礙物的存在等的數(shù)據(jù)。
[0064]關(guān)于渦輪軸發(fā)動機的狀態(tài)的數(shù)據(jù)例如是表征渦輪軸發(fā)動機的損壞量、渦輪的狀態(tài)、動力單元的非推進部件(電機、電力電子器件、液壓機、輪胎、煙火裝置)的狀態(tài)、用于緊急啟動的儲能裝置的狀態(tài)、故障管理等的數(shù)據(jù)。
[0065]表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)因此不可能包括所有上面提到的數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)的變型，例如相對于地面的高度的變化或前進速度的變化。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的方法因此使得考慮多個不同的數(shù)據(jù)并從中獲得適合于直升機的飛行狀況的渦輪軸發(fā)動機的運行模式成為可能。
[0067]有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法進一步包括:從所述直升機的所述渦輪軸發(fā)動機中選擇與模式改變最相關(guān)的一個渦輪軸發(fā)動機的步驟。
[0068]根據(jù)這個有利的變型，本方法從直升機的所有渦輪軸發(fā)動機確定可能置于更有利的模式、尤其是待機模式下的發(fā)動機。該選擇例如可基于每個渦輪軸發(fā)動機的磨損來確定，如果表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)允許則隨后選擇磨損最嚴重的渦輪軸發(fā)動機置于待機模式。該選擇還可在于:交替地選擇每個渦輪軸發(fā)動機，使得在第一可能待機期間在選擇步驟中選擇第一渦輪軸發(fā)動機，以及在第二可能待機期間在選擇步驟中選擇第二渦輪軸發(fā)動機，等等。
[0069]本發(fā)明還涉及一種用于對直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式進行自動控制的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0070]-用于接收表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的模塊，
[0071]-用于確定所述渦輪軸發(fā)動機的稱為所選模式的運行模式的模塊，所選模式基于表征直升機的飛行的所述數(shù)據(jù)從多個預(yù)定運行模式中選擇，
[0072]-用于命令所述渦輪軸發(fā)動機的所述運行模式進入所述選擇模式的模塊。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備有利地實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)本發(fā)明的方法有利地由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實現(xiàn)。
[0074]貫穿全文，“模塊”表示軟件元件、可單獨編譯的軟件程序的子單元，該子單元獨立使用要么與程序的其它模塊一起組裝，或者表示硬件元件，或者硬件元件和軟件子程序的組合。這類硬件元件可包括專用于一應(yīng)用的集成電路(專用集成電路，縮寫為ASIC)，或者可編程邏輯設(shè)備，或者任何等同的硬件。一般來說，模塊因此是使得可以確保功能的元件(軟件和/或硬件)。
[0075]有利地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括用于為由所述接收模塊接收的數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)項分配被稱為指定模式的運行模式的模塊，所述指定模式從所述多個操作模式中選擇并取決于所述數(shù)據(jù)項的值。
[0076]有利地且根據(jù)本發(fā)明，用于確定所選模式的所述模塊設(shè)計為:根據(jù)預(yù)定優(yōu)先級順序，從由所述分配模塊提供的所有的所述指定模式中選擇選擇模式。
[0077]有利地，根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備進一步包括用于從所述直升機的所述渦輪軸發(fā)動機選擇與模式改變最相關(guān)的渦輪軸發(fā)動機的模塊。
[0078]本發(fā)明還涉及一種包括至少兩個渦輪軸發(fā)動機的直升機，每個渦輪軸發(fā)動機包括由調(diào)節(jié)設(shè)備控制的燃氣渦輪，其特征在于，直升機包括根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備。
[0079]有利地且根據(jù)本發(fā)明，控制設(shè)備容納在每個渦輪軸發(fā)動機的所述調(diào)節(jié)設(shè)備中。
[0080]有利地且根據(jù)另一變型，控制設(shè)備通過無線連接與每個渦輪軸發(fā)動機的每個調(diào)節(jié)設(shè)備通信。
[0081]本發(fā)明還涉及一種控制方法、控制設(shè)備以及設(shè)置有這類控制設(shè)備的直升機，其特征在于，由上面提到的或下面的特征中的一些或所有相組合。
【附圖說明】
[0082]通過閱讀下面僅通過非限制性示例且參照附圖給出的描述，本發(fā)明的其他目的、特點和優(yōu)點將顯露出來，在附圖中:
[0083]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制渦輪軸發(fā)動機的運行模式的方法的示意圖，
[0084]-圖2是在根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法中，基于數(shù)據(jù)項的值為所述數(shù)據(jù)項分配指定的運行模式的步驟所需要的圖表的示意圖，
[0085]-圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制設(shè)備的示意圖，
[0086]-圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的直升機的組織架構(gòu)的示意圖，
[0087]-圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的直升機的不同組織架構(gòu)的示意圖，
[0088]-圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的直升機的不同組織架構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0089]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的方法包括接收表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的接收步驟10。根據(jù)附圖中的實施例，接收的數(shù)據(jù)是關(guān)于直升機的飛行條件的數(shù)據(jù)27、關(guān)于直升機的環(huán)境條件的數(shù)據(jù)28、以及關(guān)于渦輪軸發(fā)動機的狀態(tài)的數(shù)據(jù)29。
[0090]根據(jù)附圖中的有利實施例，該方法還包括:選擇與模式改變最相關(guān)的渦輪軸發(fā)動機的步驟11。根據(jù)圖1的有利實施例，該方法還包括:為接收的數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)項分配運行模式的步驟12，該運行模式為指定模式，指定模式從多個預(yù)定運行模式中選擇并取決于所述數(shù)據(jù)項的值。方法還包括:確定渦輪軸發(fā)動機的稱為所選模式的運行模式的步驟13，所選模式根據(jù)預(yù)定優(yōu)先級順序從在分配步驟12中獲得的所有指定模式中選擇。最后，該方法包括命令渦輪軸發(fā)動機的運行模式進入所選模式的步驟14。
[0091]圖2示意性地示出了為接收的每個類型的數(shù)據(jù)項分配指定的運行模式的步驟12的原理。
[0092]圖2中的表的第一行包含所有預(yù)定模式，這所有的預(yù)定模式根據(jù)本實施例存在8個預(yù)定模式。然而，根據(jù)其他實施例，可分配給數(shù)據(jù)的預(yù)定模式的數(shù)量當然可以不同。
[0093]預(yù)定的指定模式對應(yīng)于每個數(shù)據(jù)項的每個取值范圍。取值范圍通過連接并增加值來限制。例如，由A表示的數(shù)據(jù)項包括A2<A3<A4<A5<A6<A7<A8。因此，根據(jù)數(shù)據(jù)項的值，單個指定模式與之對應(yīng)。
[0094]例如，對于由A表示的數(shù)據(jù)項，如果數(shù)據(jù)A的值在范圍[A4;A5]內(nèi)，則用于該數(shù)據(jù)項A指定的運行模式可以是模式4。
[0095]在該分配步驟12結(jié)束時，為在接收步驟10期間接收的每個數(shù)據(jù)項分配一模式。
[0096]現(xiàn)在將考慮5種類型的接收的數(shù)據(jù)A、B、C、D和E的示例，其中接收的數(shù)據(jù)A、B、C、D和￡的值分別位于范圍[六445]、[82;83]、[04<5]、[05;06]和^6$7]內(nèi)。
[0097]在分配步驟12結(jié)束時，數(shù)據(jù)A、B、C、D和E的項因此分別與模式4、2、4、5和6關(guān)聯(lián)。
[0098]模式按照預(yù)定的優(yōu)先級順序布置。
[0099]根據(jù)附圖中的實施例，下面的運行模式是可行的且以下面的方式布置。
[0100]具有最高優(yōu)先級的模式是額定運行模式，其中，燃燒室點火，氣體發(fā)生器的軸以80 %到105 %之間的速度驅(qū)動。該模式表示為圖2中的模式8。
[0101]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是緊急待機-離開模式，其中，如果燃燒室還未點火則燃燒室必須點火，按照離開待機模式的命令，氣體發(fā)生器的軸在小于10秒的時段內(nèi)被提升到額定速度。該模式表示為圖2中的模式7。
[0102]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是正常待機-離開模式，其中，如果燃燒室還未點火則燃燒室必須點火，按照離開待機模式的命令，氣體發(fā)生器的軸在10秒和I分鐘之間的時段內(nèi)被提升到額定速度。該模式表示為圖2中的模式6。
[0103]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是稱為正?？辙D(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸以額定速度的60%到80%之間的速度旋轉(zhuǎn)。該模式表示為圖2中的模式5。
[0104]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是稱為正常超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸以額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)。該模式表示為圖2中的模式4。
[0105]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是稱為輔助超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以額定速度的20 %到60%之間的速度旋轉(zhuǎn)。該模式表示為圖2中的模式3。
[0106]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是稱為傾斜飛行的待機模式，其中，所述燃燒室熄火，氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以額定速度的5%到20%之間的速度旋轉(zhuǎn)。該模式表示為圖2中的模式2。
[0107]具有接下來的最高優(yōu)先級的模式是稱為停止的待機模式，其中，所述燃燒室熄火，氣體發(fā)生器的所述軸完全停止。該模式表示為圖2中的模式I。
[0108]因此，在分配步驟12結(jié)束時，數(shù)據(jù)項A和C表示正常超級空轉(zhuǎn)模式。數(shù)據(jù)項B表示傾斜飛行模式。數(shù)據(jù)項D表示正常空轉(zhuǎn)模式，以及數(shù)據(jù)項E表示正常待機-離開模式。
[0109]確定所選模式的步驟13從所有指定模式中選擇具有最高優(yōu)先級的模式。換句話說，且在示例的情況下，確定步驟13從由正常超級空轉(zhuǎn)模式、傾斜飛行模式、正?？辙D(zhuǎn)模式以及正常待機-離開模式形成的組中選擇具有最高優(yōu)先級的模式。
[0110]在此情況下，具有最高優(yōu)先級的模式是正常待機-離開模式。
[0111]因此，控制步驟14在于:命令在選擇步驟11中選擇的渦輪軸發(fā)動機進入正常待機-離開模式。
[0112]相同的過程以規(guī)則的和預(yù)定的間隔重復(fù)，以將渦輪軸發(fā)動機的運行模式改變到在接收步驟中接收的數(shù)據(jù)的進展。
[0113]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制設(shè)備的示意圖。
[0114]控制設(shè)備包括:用于接收表征直升機的飛行的數(shù)據(jù)的模塊20、用于選擇與模式改變最相關(guān)的渦輪軸發(fā)動機的模塊21、用于為由所述接收模塊20接收的每個數(shù)據(jù)項分配指定的運行模式的模塊22、用于確定從多個指定的運行模式中選擇的所選運行模式的模塊23、以及用于命令渦輪軸發(fā)動機的運行模式進入所選模式的模塊24。
[0115]根據(jù)附圖中的實施例，由接收模塊20接收的數(shù)據(jù)是關(guān)于直升機的飛行條件的數(shù)據(jù)27、關(guān)于直升機的環(huán)境條件的數(shù)據(jù)28、以及關(guān)于渦輪軸發(fā)動機的狀態(tài)的數(shù)據(jù)29。
[0116]一旦確定模塊23確定了所選模式，則控制模塊24將改變模式的命令發(fā)送到所選擇的渦輪軸發(fā)動機的電子調(diào)節(jié)器處，即渦輪軸發(fā)動機中控制渦輪軸發(fā)動機的燃氣渦輪33的電子調(diào)節(jié)器31或者渦輪軸發(fā)動機中控制渦輪軸發(fā)動機的燃氣渦輪34的電子調(diào)節(jié)器32。電子調(diào)節(jié)器31和32還適合于操作燃氣渦輪33和34的非推進部件36和37。
[0117]根據(jù)圖3中的實施例，控制設(shè)備控制包括兩個渦輪軸發(fā)動機的直升機的運行模式，每個渦輪軸發(fā)動機包括由電子調(diào)節(jié)器31、32(更通常地稱為EECU)控制的燃氣渦輪33、34。每個調(diào)節(jié)器31、32控制燃氣渦輪的非推進部件35、36和對應(yīng)的燃氣渦輪33、34。
[0118]根據(jù)另一實施例，且如圖4、5和6所示，控制設(shè)備60對包括三個渦輪軸發(fā)動機40、41、42的直升機的運行模式的選擇進行控制。
[0119]根據(jù)圖4的實施例，控制設(shè)備60位于渦輪軸發(fā)動機40、41、42的外部且通過無線連接63與每個渦輪軸發(fā)動機的每個調(diào)節(jié)設(shè)備50、51、52通信。在圖4中，為了清楚起見，僅示出了控制設(shè)備60和渦輪軸發(fā)動機40的調(diào)節(jié)設(shè)備50之間的連接63。然而，控制設(shè)備60與每個調(diào)節(jié)設(shè)備通信，從而如果在數(shù)據(jù)要求下則能夠命令關(guān)聯(lián)的渦輪軸發(fā)動機的運行模式發(fā)生改變。
[0120]根據(jù)圖5的實施例，控制設(shè)備60被劃分到發(fā)動機計算機和直升機航空電子設(shè)備之間。
[0121 ]根據(jù)圖6的實施例，控制設(shè)備60容納在專用的外殼中。
[0122]本發(fā)明不只是限于描述的實施例。具體地，用于容納控制設(shè)備的其他類型的架構(gòu)是可行的。此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法和設(shè)備可用于控制包括不同數(shù)量的渦輪軸發(fā)動機和/或具有不同數(shù)量的運行模式的直升機。
【主權(quán)項】
1.一種用于對直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式進行自動控制的方法，所述直升機未處于危險飛行狀況且包括至少兩個渦輪軸發(fā)動機，所述方法包括: -接收表征所述直升機的飛行的數(shù)據(jù)(27、28、29)的步驟(10)， -確定所述渦輪軸發(fā)動機的被稱為所選模式的運行模式的步驟(13)，所述所選模式基于表征所述直升機的飛行的所述數(shù)據(jù)從多個預(yù)定運行模式中選擇， -命令所述渦輪軸發(fā)動機的運行模式進入所述所選模式的步驟(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括為所接收的數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)項分配被稱為指定模式的運行模式的步驟(12)，所述指定模式從所述多個運行模式中選擇并且取決于所述數(shù)據(jù)項的值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對于每個數(shù)據(jù)項，指定模式與所述數(shù)據(jù)項的取值范圍關(guān)聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，確定所選模式的所述步驟(13)在于:根據(jù)預(yù)定優(yōu)先級順序，從由所述分配步驟(12)提供的所有的所述指定模式中選擇所述所選模式。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的控制方法，其特征在于，包括燃燒室和發(fā)動機軸的渦輪軸發(fā)動機的所述多個預(yù)定運行模式至少包括以下模式: -稱為正?？辙D(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，并且氣體發(fā)生器的所述軸以額定速度的60 %到80 %之間的速度旋轉(zhuǎn)； -稱為正常超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸以所述額定速度的20%到60%之間的速度旋轉(zhuǎn)； -稱為輔助超級空轉(zhuǎn)的待機模式，其中，所述燃燒室點火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以所述額定速度的20 %到60 %之間的速度旋轉(zhuǎn)； -稱為傾斜飛行的待機模式，其中，所述燃燒室熄火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸在機械輔助方式下以所述額定速度的5%到20%之間的速度旋轉(zhuǎn)； -稱為停止的待機模式，其中，所述燃燒室熄火，所述氣體發(fā)生器的所述軸完全停止； -緊急待機-離開模式，其中，所述燃燒室點火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸在離開待機模式的命令后的小于10秒的時段內(nèi)被提升到80%到105%之間的速度； -正常待機-離開模式，其中，所述燃燒室點火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸在離開待機模式的命令后的10秒到I分鐘之間的時段內(nèi)被提升到80%到105%之間的速度； -額定運行模式，其中，所述燃燒室點火，并且所述氣體發(fā)生器的所述軸以80%到105%之間的速度被驅(qū)動。6.根據(jù)權(quán)利要求4和5的組合所述的控制方法，其特征在于，所述預(yù)定優(yōu)先級順序如下: -額定運行模式， -緊急待機-離開模式， -正常待機-離開模式， -正?？辙D(zhuǎn)模式， -正常超級空轉(zhuǎn)模式， -輔助超級空轉(zhuǎn)模式， -傾斜飛行模式， -停止模式。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的控制方法，其特征在于，表征所述直升機的飛行的所述數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述直升機的飛行條件的數(shù)據(jù)(27)和/或關(guān)于所述直升機的環(huán)境條件的數(shù)據(jù)(28)和/或關(guān)于所述渦輪軸發(fā)動機的狀態(tài)的數(shù)據(jù)(29)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的控制方法，其特征在于，所述方法進一步包括:從所述直升機的所述渦輪軸發(fā)動機中選擇與模式改變最相關(guān)的一個渦輪軸發(fā)動機的步驟(Il)09.一種用于對直升機的渦輪軸發(fā)動機的運行模式進行自動控制的設(shè)備，所述直升機未處于危險飛行狀況且包括至少兩個渦輪軸發(fā)動機，所述設(shè)備包括: -用于接收表征所述直升機的飛行的數(shù)據(jù)的模塊(20)， -用于確定所述渦輪軸發(fā)動機的被稱為所選模式的運行模式的模塊(23)，所述所選模式基于表征所述直升機的飛行的所述數(shù)據(jù)從多個預(yù)定運行模式中選擇， -用于命令所述渦輪軸發(fā)動機的運行模式進入所述所選模式的模塊(24)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備包括用于為所述接收模塊(20)接收的數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)項分配被稱為指定模式的運行模式的模塊(22)，所述指定模式從所述多個運行模式中選擇并取決于所述數(shù)據(jù)項的值。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述確定模塊(23)設(shè)計為:根據(jù)預(yù)定優(yōu)先級順序，從所述分配模塊(22)提供的所有的所述指定模式中選擇所述所選模式。12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備進一步包括用于從所述直升機的所述渦輪軸發(fā)動機選擇與模式改變最相關(guān)的一個渦輪軸發(fā)動機的模塊(21)。13.—種直升機，該直升機包括至少兩個渦輪軸發(fā)動機(40、41、42)，每個渦輪軸發(fā)動機包括由調(diào)節(jié)設(shè)備(50、51、52)控制的燃氣渦輪，其特征在于，所述直升機包括根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的控制設(shè)備(60)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的直升機，其特征在于，所述控制設(shè)備(60)容納在每個渦輪軸發(fā)動機(40、41、42)的所述調(diào)節(jié)設(shè)備(50、51、52)中。15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的直升機，其特征在于，所述控制設(shè)備(60)通過無線連接(63)與每個渦輪軸發(fā)動機(40、41、42)的每個調(diào)節(jié)設(shè)備(50、52、53)通信。
【文檔編號】F02C6/20GK105829680SQ201480068802
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月15日
【發(fā)明人】卡羅琳·塞夫, 文森特·普瑪瑞德, 羅曼·蒂里耶
【申請人】渦輪梅坎公司